Question

（2013?臨沂三模）無水氯化鋁是一種重要的化工原料，利用明礬石[K₂SO₄?Al₂（SO₄）₃?2Al₂O₃?6H₂O]制備無水氯化鋁的流程如下：

（1）焙燒爐中產(chǎn)生的SO₂直接排放到空氣中會形成酸雨，若某地酸雨的pH為4.6，在空氣中放置一段時間后，pH變?yōu)?.0，其原因為

酸雨中的弱酸亞硫酸被氧化為強酸硫酸，使溶液中的c（H⁺）增大，pH減小

；（用必要的文字簡述）．
（2）氯化爐中發(fā)生的主要反應(yīng)為：2Al₂O₃（s）+6Cl₂（g）?4AlCl₃（g）+3O₂（g）△H＞0．反應(yīng)達(dá)平衡時，加焦炭能使平衡向正反應(yīng)方向移動，理由是

焦炭可消耗產(chǎn)物中的氧氣，使c（O₂）變��；且放出熱量，溫度升高，導(dǎo)致平衡向正反應(yīng)方向移動

．
（3）生產(chǎn)氯化鋁的過程中會產(chǎn)生SO₂、Cl₂等大氣污染物，若將二者按照一定比例通入水中可減少或消除污染．試設(shè)計簡單實驗檢驗二者是否恰好完全反應(yīng)．（簡要描述實驗步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）

取少量溶液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)；否則，二者未完全反應(yīng)

．
儀器自選，可供選擇試劑如下：
①滴加酚酞的氫氧化鈉溶液  ②氯化亞鐵溶液  ③硫氰化鉀溶液  ④品紅溶液
（4）工業(yè)上利用如下裝置制備氯氣：已知左側(cè)原電池的工作原理為：2Na₂S₂+NaBr₃

放電  .

Na₂S₄+3NaBr
①用惰性電極電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為

2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

．
②如圖所示原電池放電時，電池中的Na⁺向

右槽

（填“左槽”或“右槽”）移動．左槽中發(fā)生的電極反應(yīng)式為

2S₂^2--2e^-=S₄^2-

．
③該原電池工作一段時間后，測得左槽中Na⁺物質(zhì)的量由a mol變?yōu)閎 mol，則電解池中b電極上得到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

11.2（a-b）

L（不考慮氣體的損失）．

Answer 1

分析：（1）酸雨中的弱酸亞硫酸被氧化為強酸硫酸；
（2）焦炭可消耗產(chǎn)物中的氧氣，使c（O₂）變小，且燃燒放出熱量，溫度升高；
（3）二氧化硫溶液與氯水都可以漂白品紅溶液，據(jù)此設(shè)計；
（4）①惰性電極電解飽和氯化鈉溶液，生成氫氣、氯氣、氫氧化鈉；
②原電池左側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液陽離子向正極移動；
由反應(yīng)2Na₂S₂+NaBr₃

放電  .

Na₂S₄+3NaBr可知，左側(cè)S₂^2-放電生成S₄^2-
③該原電池工作一段時間后，測得左槽中Na⁺物質(zhì)的量由a mol變?yōu)閎 mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為（a-b）mol，電解池中b電極連接電源的正極，為陽極，得到的氣體為氯氣，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移計算氯氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計算氯氣的體積．

解答：解：（1）酸雨中的弱酸亞硫酸被氧化為強酸硫酸，使溶液中的c（H⁺）增大，pH減小，
故答案為：酸雨中的弱酸亞硫酸被氧化為強酸硫酸，使溶液中的c（H⁺）增大，pH減小；
（2）焦炭可消耗產(chǎn)物中的氧氣，使c（O₂）變小；且放出熱量，溫度升高，導(dǎo)致平衡向正反應(yīng)方向移動，
故答案為：焦炭可消耗產(chǎn)物中的氧氣，使c（O₂）變��；且放出熱量，溫度升高，導(dǎo)致平衡向正反應(yīng)方向移動；
（3）取少量溶液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)；否則，二者未完全反應(yīng)，
故答案為：取少量溶液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液不褪色，說明二者恰好完全反應(yīng)；否則，二者未完全反應(yīng)；
（4）①惰性電極電解飽和氯化鈉溶液，生成氫氣、氯氣、氫氧化鈉，電解總反應(yīng)式為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；
②原電池左側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，右側(cè)為正極，電解質(zhì)溶液鈉離子向正極移動，即向右槽移動；
由反應(yīng)2Na₂S₂+NaBr₃

放電  .

Na₂S₄+3NaBr可知，左側(cè)S₂^2-放電生成S₄^2-，電極反應(yīng)式為：2S₂^2--2e^-=S₄^2-，
故答案為：右槽；2S₂^2--2e^-=S₄^2-；
③該原電池工作一段時間后，測得左槽中Na⁺物質(zhì)的量由a mol變?yōu)閎 mol，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為（a-b）mol，電解池中b電極連接電源的正極，為陽極，得到的氣體為氯氣，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知氯氣的物質(zhì)的量為你

(a-b)mol

2

，故生成氯氣的體積=

(a-b)mol

2

×22.4L/mol=11.2（a-b）L，
故答案為：11.2（a-b）．

點評：本題考查化學(xué)平衡移動、元素化合物性質(zhì)、原電池、電解池、實驗方案設(shè)計等，是對學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)與靈活運用能力，題目難度中等．